不同有机物饲料对黑水虻生产性能和营养价值的影响

石 磊，汤晓艳，刘建亮，刘宏运，朱丽可

（常州维尔利农业科技发展有限公司，江苏 常州 213002）

黑水虻（Hermetia illucensL.），英文名black soldier fly，是一种腐生性的水虻科昆虫，主要取食畜禽粪便、餐厨垃圾等有机物[1]，同时自身营养价值较高，幼虫可作为畜禽及水产动物的饲料。黑水虻在处理有机废弃物方面应用较为广泛[2-3]。黑水虻既可以充当饲料原料，也可以起到保护净化环境的作用，因而研究黑水虻具有现实意义。

作为畜禽或水产动物饲料的原料需要营养成分相对稳定，否则会对该种饲料的整体营养价值造成影响，甚至需要更改饲料配方。而黑水虻因其自身营养成分具有可塑造性，会因摄取的物料不同而不同。K.B.Fonseca 等[4]研究发现，黑水虻幼虫的生长在预蛹期前会受物料蛋白质（P）和碳水化合物（C）浓度与比例的影响，幼虫产量和成虫体重在P+C为50%和75%且P∶C=1∶4 时最高。J. K. Tomberlin等[5]研究了黑水虻在不同人工饲料中的生长发育状况，并且与野生黑水虻进行了比较，结果表明用不同比例的蛋白质、脂肪和纤维素配制的人工饲料对黑水虻幼虫期的影响不显著，但是通过人工饲料饲养的黑水虻，蛹的羽化率明显低于野生黑水虻。张晓林等[6]研究发现，虻蛆利用的营养成分和能量主要是脂肪、无氮浸出物和蛋白质。黑水虻生长情况是由饲料中碳水化合物和蛋白质含量决定的。鸡粪中尽管粗蛋白含量较高，但是总糖和脂肪等能量成分含量较低，导致黑水虻体重较小、料虫比较大。而餐厨垃圾中总糖和脂肪含量较高，通过与鸡粪配比可补足鸡粪短板，配比出营养更加均衡的饲料，从而使黑水虻具有最佳的转化产出。同时也有研究针对黑水虻生长所需营养特性给出了特定的配合饲料，D.C.Sheppard 等[7]研究了不同比例紫花苜蓿、麦麸和玉米粉配制的人工饲料对黑水虻生长的影响，并且给出了人工室内饲养黑水虻以及传代的技术。其中适合的比例为麸皮50%+紫花苜蓿粉30%+玉米粉20%，称为“盖式昆虫饲料”。也有研究表明，投喂不同的有机废弃物对黑水虻的生长性能也有所影响，分别以家禽饲料、动物肝脏、粪便、餐厨垃圾、腐烂的水果蔬菜和腐烂的鱼为黑水虻饲料，家禽饲料和餐厨垃圾中的黑水虻平均体重显著高于其他饲料组，但动物肝脏、餐厨垃圾以及腐烂的鱼中黑水虻幼虫的死亡率显著高于其他三种饲料，腐烂的鱼以及动物肝脏中的黑水虻蛹期死亡率显著高于其他组，以腐烂的鱼以及动物肝脏为饲料的成虫死亡率显著高于其他组[8]。因此，本研究以餐厨有机固渣、麸皮、苜蓿粉、玉米粉和烘干鸡粪等5种单一原料或其组合作为黑水虻饲料，探究不同饲料对黑水虻幼虫生长性能及营养成分的影响，并评价其营养价值，以期为黑水虻成为一种替代鱼粉等原料的优质蛋白质饲料资源开发提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 饲料原料

餐厨有机固渣，由常州维尔利餐厨废弃物处理有限公司提供，由餐厨垃圾原料经分选-除渣-除砂预处理后产生餐厨浆液，再进一步经三相提油获取有机细渣（粒径≤5 mm），来源及生产工艺稳定；鸡粪烘干物，由常州恒鑫农业生态园有限公司提供；麸皮，购于常州市大港畜禽养殖专业合作社；玉米粉，购于吉林中粮生化能源销售有限公司；苜蓿粉，购于陕西新梦想食品有限公司。

餐厨有机固渣、鸡粪等有机原料的具体营养成分见下表1。

表1 不同有机原料的营养成分

1.2 试验虫卵孵化及虫苗的培养

黑水虻虫卵为常州维尔利农业科技发展有限公司黑水虻种虫繁殖棚中成虫所产，属武汉品系，每盒虫卵50 g。虫卵经3 d孵化，再经7 d育苗后开始试验。孵化时将卵盒放在恒温恒湿（28 ℃，湿度75%）培养箱中孵化3 d。育苗时将孵化3 d 形成的虫苗倒入养殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）底部，均匀铺设约2 kg 饲料（75%含水率麸皮，0.6 kg 麸皮+1.4 kg 水），持续3 d 无需喂料，第4 天添加1 kg 饲料，第5天将该养殖盒物料和幼虫搅拌均匀平均分为5盒（每盒含卵量10 g），每盒添加2 kg饲料，第6 天继续添加2 kg 饲料，育雏第7 天无需喂料，将每盒再次均匀分为5 盒（每盒含卵量2 g），虫苗长度达6～8 mm后开始不同有机物饲料喂养试验。

1.3 试验设计及饲料配方

养殖试验持续6 d，第7 天进行虫和虫粪的分离。育苗完成后（虫苗长度达6～8 mm 后），每个养殖盒（0.6 m×0.4 m×0.17 m）的虻卵量设计为2 g，采用每天加料1次2 kg不同有机物试验饲料的方式连续添加6 d，共添加试验饲料12 kg。用饲料原料配制6种试验饲料，6种试验饲料配方见表2，每组设3个平行样。

表2 饲料配方

1.4 试验饲养管理

饲养环境温度为（30±2）℃，环境湿度60%～80%，试验期间利用水空调、风扇等进行降温。幼虫养殖到第7 天进行虫粪分离，收集幼虫和虫粪。试验过程中进行环境温度湿度、物料温度的记录和虫粪称重。

1.5 营养成分测定

对有机物原料、配方饲料及养殖结束后获得幼虫及虫粪进行营养成分检测。水分含量测定参考GB5009.3—2016 第一法——直接干燥法[9]；粗脂肪含量测定参考GB 5009.6—2016 第一法——索氏抽提法（根据样品设定不同抽提时间：虫子类7 h，虫粪类5 h，干草类5 h，粉类5 h，餐厨类7 h，其他7 h）[10]；粗蛋白含量测定参考GB 5009.5—2016 第一法——凯氏定氮法[11]；灰分含量测定参考GB 5009.4—2016 第一法[12]；碳水化合物含量测定（虫子类）参考GB 9695.31—2008 第一法——分光光度法。其他指标测定参考地方标准DB 12/T 847—2018）[13-14]；粗纤维含量测定采用蒽酮比色法试剂盒[15]；盐分含量测定参考GB 6439—2007[16]。

1.6 生产性能测定

幼虫养殖第7天进行虫与粪分离，收集幼虫和虫粪，进行称量。对于养殖结束后物料较为疏松的组可采用筛网的形式进行分离，物料较为黏的采用人工扒料，把物料聚成一堆，一层层向下扒料，根据黑水虻幼虫聚堆的生物学特性进行收集。按公式计算生产性能：

昆虫转化率=产虫量/饲料总量×100%

虫粪转化率=产粪量/饲料总量×100%

虫卵比=产虫量/虫卵量

减重率=（饲料总量-虫粪量）/饲料总量×100%

1.7 统计分析

用Excel 2020软件进行数据整理，SPSS 20.0进行单因素方差分析，用Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 虫体外观品相

不同试验组黑水虻幼虫虫体外观见图1。餐厨有机固渣组（Ⅰ组）氨味严重，虫体个头最大，存在相当部分黑虫，粪黏度大。麸皮组（Ⅱ组）基本无臭味，虫体品相较好，虫体大小中等。50%麸皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉组（Ⅲ组）基本无臭味，虫品相较好，虫体大小中等。75%餐厨有机固渣+25%麸皮组（Ⅳ组）氨味较严重，存在少部分黑虫。烘干鸡粪组（Ⅴ组）臭味一般，虫体较小，偏黑。64%烘干鸡粪+36%麸皮组（Ⅵ组）氨味弱，虫体大小中等，虫体品相一般。

图1 各试验组幼虫的外观状态

2.2 生产性能

50%麸皮+30%苜蓿粉+20%玉米粉组（Ⅲ组）“盖式饲料配方”昆虫转化率可达18.95%；餐厨有机固渣组（Ⅰ组）昆虫转化率最高，达到24.75%，显著高于其余其他各组（P＜0.05）；烘干鸡粪组（Ⅴ组）昆虫转化率最低，仅为12.70%，显著低于其他各组（P＜0.05）。通过添加麸皮调整烘干鸡粪及餐厨有机固渣的C/P，75%餐厨有机固渣+25%麸皮组（Ⅳ组）昆虫转化率下降了3.68 百分点，64%烘干鸡粪+36%麸皮混合料（Ⅵ组）昆虫转化率上升了4.3百分点。麸皮组（Ⅱ组）虫粪转化率最高，但除Ⅳ组外，与其余各试验组虫粪转化率相差不大（P＞0.05）。餐厨有机固渣组（Ⅰ组）虫卵比显著高于其余各组（P＜0.05）。各试验组减重率基本处于60%左右。具体试验结果见表3。

表3 各饲料配方组的生产性能测定结果

2.3 营养成分分析

不同有机物喂养的黑水虻幼虫营养成分见表4，餐厨有机固渣饲养的黑水虻幼虫粗蛋白、粗脂肪和盐分含量最高；烘干鸡粪饲养的黑水虻的灰分含量最高，这与文献报道相一致[17]；“盖式饲料配方”饲养的黑水虻粗纤维含量最高，主要是其饲养原料中纤维含量较高的原因；麸皮饲养的黑水虻糖类含量最高。

表4 各营养组分物料平衡核算结果

3 讨 论

不同有机物原料喂养的黑水虻幼虫，各组外观品相、生长性能和营养成分有一定差异性。其中餐厨有机固渣投喂的黑水虻外观品相较好、个体大、转化率高、营养价值高，较为适合作为畜禽/水产饲料原料，这也与餐厨有机固渣本身营养丰富有关；且虫卵比显著高于其余各组，表明在相同养殖条件下，同等的卵量投喂相同的饲料量，投喂餐厨有机固渣比其他原料可以产出更多的虫体。麸皮及“盖式饲料配方”饲养的黑水虻昆虫转化率相比较餐厨有机固渣略低，但转化率尚可，养殖期间臭味较小，品相及个体大小也相对较好。但烘干鸡粪饲养的黑水虻幼虫，转化率较低，虫体个头较小，且外观发黑，品相较差，分析原因可能是鸡粪中虽然粗蛋白含量较高，但真蛋白含量较低，其余为非蛋白氮（尿酸、尿素、肌酸和氨等），所含能量较低，可利用的碳水化合物含量较低，黑水虻幼虫取食无法获得充足的营养物质[6]。同时根据“盖式饲料配方”的C/P，通过添加麸皮对餐厨有机固渣及烘干鸡粪的C/P 进行调整，结果发现餐厨有机固渣和麸皮的混合料昆虫转化率下降，烘干鸡粪与麸皮混合料昆虫转化率上升，分析原因可能是餐厨有机固渣本身营养物质丰富，添加麸皮减少了蛋白质等部分营养物质含量，造成了转化率的下降。同时鸡粪中可利用的碳水化合物含量较低，通过添加麸皮可补充黑水虻所需要的碳水化合物等营养物质，使转化率提高。对于调整饲养黑水虻的物料的C/P是否可以提高黑水虻昆虫转化率还需进一步验证。

以不同原料为昆虫饲料进行饲喂时，各营养组分均会有一定的物质转化[18]。体现在三个方面：虫体吸收、能量消耗及微生物利用、虫粪残留。黑水虻幼虫虫体含水率在70%上下，盐分含量为2.3%～3.5%；以麸皮、苜蓿粉和玉米粉等灰分含量（0.2～0.9 g·100 g-1干基）自身较低的原料为饲料产出的虫、粪中灰分低于餐厨、鸡粪饲料养殖；虫体较难吸收粗纤维，吸收率仅为7%～11%；以餐厨、鸡粪原料喂养的幼虫，蛋白质吸收率分别约31%～35%、12%～26%，蛋白质散失率＞50%，这可能是导致其养殖中氨味较大的原因；脂肪总转化率为98%～100%，以餐厨为原料的虫体对脂肪的利用效率较高（81%）；糖类作为碳水化合物的重要成分，易于被虫体吸收，虫体吸收率可达54%～64%。

通过养殖黑水虻来消耗预处理产生的餐厨残渣和畜禽粪便等有机废弃物，借助生物繁殖的特性，将原本的二次污染物转化成了优质蛋白饲料，变废为宝，一举两得[19]。有效拓展了餐厨废弃物和畜禽粪便处理工艺，既打通了环保行业发展的痛点，又有效解决了餐厨残渣和畜禽粪便的出路问题，进一步提高了餐厨废弃物资源化利用和无害化处理水平[20-21]。目前，鲜虫黑水虻的市场销售价格为3 000～4 000元·t-1，产生的虫粪做成有机肥的市场销售价格为300～600 元·t-1，因此，获得的经济效益是相当可观的。

同时，用生产出的优质蛋白饲料（黑水虻产品）来替代传统畜禽/水产养殖所需的鱼粉等蛋白饲料，可以减少渔业捕捞量，改善生态环境，降低畜禽/水产养殖生产成本，具有较好的环境和社会效益[22]。

4 结 论

利用餐厨有机固渣进行黑水虻幼虫养殖，相比较以麸皮、苜蓿粉、玉米粉和烘干鸡粪等为单一原料或组合饲养的黑水虻幼虫，同等喂料量下转化率最高，个体大，虫体外观品相较好，所含蛋白质、脂肪更高，具有较高的饲料研究价值，作为饲料原料可减少鱼粉或豆粕等原料的使用量。